(57)【要約】【課題】溶解タンクに流体を供給するポンプの加熱による能力の低下を、ポンプ周辺の大型化を抑えつつ解消することのできる気体溶解装置を提供すること。【解決手段】ポンプ３における流体の吸い込み側とこの吸い込み側に接続される流体の吸い込み配管１２との接続部付近に気体導入エジェクタ１７が配設され、気体導入エジェクタに一端部が接続された気体導入配管１８の他端部に位置する気体供給口が、ポンプ周辺に配置され、ポンプの運転にともない気体供給口から吸引される気体の気流がポンプに接触して流通し、この気流によってポンプが冷却される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に流入した流体を気体と混合し、気体が溶解した液体を生成する溶解タンクと、溶解タンクに流体を供給するポンプとを備えた気体溶解装置であって、ポンプにおける流体の吸い込み側とこの吸い込み側に接続される流体の吸い込み配管との接続部付近に気体導入エジェクタが配設され、気体導入エジェクタに一端部が接続された気体導入配管の他端部に位置する気体供給口が、ポンプ周辺に配置され、ポンプの運転にともない気体供給口から吸引される気体の気流がポンプに接触して流通し、この気流によってポンプが冷却されることを特徴とする気体溶解装置。
【請求項２】
溶解タンクとポンプを固定する固定装置が備えるポンプ固定部にポンプが収容され、前記気体供給口はポンプ固定部内に配置され、ポンプとポンプ固定部の間には、気体供給口に連通する通気路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の気体溶解装置。
【請求項３】
内部に流入した流体を気体と混合し、気体が溶解した液体を生成する溶解タンクと、溶解タンクに流体を供給するポンプとを備えた気体溶解装置であって、溶解タンクに、溶解タンク内に貯留する余剰気体を排気する排気弁が配設され、排気弁に一端部が接続された排気配管の他端部に位置する排気口が、ポンプ周辺に配置され、ポンプの運転にともない溶解タンクから排気される余剰気体の気流がポンプに接触して流通し、この気流によってポンプが冷却されることを特徴とする気体溶解装置。
【請求項４】
溶解タンクとポンプを固定する固定装置が備えるポンプ固定部にポンプが収容され、前記排気口はポンプ固定部内に配置され、ポンプとポンプ固定部の間には、排気口に連通する通気路が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の気体溶解装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細気泡が発生する湯水の生成などに利用可能な気体溶解装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水などの溶媒となる流体に溶質として空気などの気体を溶解タンク内で混合し、気体が溶解した液体を生成する気体溶解装置が知られている。気体が溶解した液体において気体は加圧溶解されているため、たとえばベンチュリなどの減圧手段を設けるなどして減圧した後には、気体は析出し、微細気泡が発生する。
【０００３】
このような気体溶解装置に関して、本出願人は、これまでに数多くの提案をしてきている。その中で、下記特許文献１において、吐出ノズルから流体を吐出させるためのポンプと、このポンプを縦置きで支持する架台と、この架台を支持する脚部材とが、上中下の縦積み３段重ねで設けられている気体溶解装置を提案している。
【０００４】
上記気体溶解装置は、ポンプの小型化を図るとともに、たとえば浴室などの狭いスペースであっても無理なく組み込んで設置することができるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２９００３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、その後の検討により、定常運転時のポンプは、比較的高速で運転されるため、ポンプに備えたモータが、運転時間が経過するにつれて発熱し、温度が上昇することにともなってポンプの能力が低下することがあることが確認されている。ポンプの能力を安定に維持するためには、モータを強制的に冷却することが一般に考えられるが、強制冷却手段の配設にともないポンプ周辺が大型化することは、特許文献１に記載したように、気体溶解装置の設置面を考慮すれば、可能な限り避けなければならない。
【０００７】
本発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、溶解タンクに流体を供給するポンプの加熱による能力の低下を、ポンプ周辺の大型化を抑えつつ解消することのできる気体溶解装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下の特徴を有している。
【０００９】
第１の発明は、内部に流入した流体を気体と混合し、気体が溶解した液体を生成する溶解タンクと、溶解タンクに流体を供給するポンプとを備えた気体溶解装置であって、ポンプにおける流体の吸い込み側とこの吸い込み側に接続される流体の吸い込み配管との接続部付近に気体導入エジェクタが配設され、気体導入エジェクタに一端部が接続された気体導入配管の他端部に位置する気体供給口が、ポンプ周辺に配置され、ポンプの運転にともない気体供給口から吸引される気体の気流がポンプに接触して流通し、この気流によってポンプが冷却されることを特徴としている。
【００１０】
第２の発明は、上記第１の発明の特徴において、溶解タンクとポンプを固定する固定装置が備えるポンプ固定部にポンプが収容され、前記気体供給口はポンプ固定部内に配置され、ポンプとポンプ固定部の間には、気体供給口に連通する通気路が形成されていることを特徴としている。
【００１１】
第３の発明は、内部に流入した流体を気体と混合し、気体が溶解した液体を生成する溶解タンクと、溶解タンクに流体を供給するポンプとを備えた気体溶解装置であって、溶解タンクに、溶解タンク内に貯留する余剰気体を排気する排気弁が配設され、排気弁に一端部が接続された排気配管の他端部に位置する排気口が、ポンプ周辺に配置され、ポンプの運転にともない溶解タンクから排気される余剰気体の気流がポンプに接触して流通し、この気流によってポンプが冷却されることを特徴としている。
【００１２】
第４の発明は、上記第３の発明の特徴において、溶解タンクとポンプを固定する固定装置が備えるポンプ固定部にポンプが収容され、前記排気口はポンプ固定部内に配置され、ポンプとポンプ固定部の間には、排気口に連通する通気路が形成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
上記第１の発明によれば、気体導入エジェクタに一端部が接続された気体導入配管の他端部に位置する気体供給口が、ポンプ周辺に配置されているので、ポンプの運転にともない気体供給口から吸引される気体によって気流が形成される。この気流は、ポンプに接触して流通するため、ポンプは冷却される。したがって、ポンプに備えたモータが、運転時間が経過するにつれて発熱しても、温度上昇するのが抑制され、ポンプの能力の低下を解消することができる。このようなポンプの冷却は、ポンプ周辺が大型化されずに実現される。
【００１４】
上記第２の発明によれば、気体供給口は、固定装置においてポンプが収容されるポンプ固定部内に配置され、ポンプとポンプ固定部の間には、気体供給口に連通する通気路が形成されているので、固定装置が設けられていても、気体供給口からの空気の吸引は安定して行われ、液体の生成効率とともにポンプの冷却効率を十分なものとすることができる。
【００１５】
上記第３の発明によれば、排気弁に一端部が接続された排気配管の他端部に位置する排気口が、ポンプ周辺に配置されているので、ポンプの運転にともない排気口から排気される余剰気体によって気流が形成される。この気流は、ポンプに接触して流通するため、上記第１の発明と同様に、ポンプは冷却される。したがって、ポンプに備えたモータが、運転時間が経過するにつれて発熱しても、温度上昇するのが抑制され、ポンプの能力の低下を解消することができる。このようなポンプの冷却は、ポンプ周辺が大型化されずに実現される。
【００１６】
上記第４の発明によれば、排気口は、固定装置においてポンプが収容されるポンプ固定部内に配置され、ポンプとポンプ固定部の間には、排気口に連通する通気路が形成されているので、上記第２の発明の効果と同様に、固定装置が設けられていても、排気口からの余剰空気の排気は安定して行われ、液体の生成効率とともにポンプの冷却効率を十分なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の気体溶解装置の第１実施形態を示した正面側の斜視図である。
【図２】図１に示した気体溶解装置の背面側の斜視図である。
【図３】図１に示した気体溶解装置の要部側面図である。
【図４】図１に示した気体溶解装置が組み込まれた微細気泡発生浴槽を例示した構成図である。
【図５】本発明の気体溶解装置の第２実施形態を示した要部側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施形態）
上記のとおり、図１は、本発明の気体溶解装置の第１実施形態を示した正面側の斜視図であり、図２は、図１に示した気体溶解装置の背面側の斜視図である。また、図３は、図１に示した気体溶解装置の要部側面図である。そして、図４は、図１に示した気体溶解装置が組み込まれた微細気泡発生浴槽を例示した構成図である。
【００１９】
第１実施形態では、気体溶解装置１は、やや縦長で箱状の形状を有する中空な溶解タンク２と、溶解タンク２に流体を供給するポンプ３を備え、溶解タンク２内で流入する流体を気体と混合し、気体が溶解した液体を生成する。溶解タンク２とポンプ３とは、溶解タンク２に設けられた流入管接続部４に、ポンプ３の吐出側３ｂに一端部が接続された流入管５の他端部が接続されることによって配管接続されており、溶解タンク２とポンプ３は互いに連通している。
【００２０】
また、気体溶解装置１では、溶解タンク２の上壁部２ａに一端部６ａが接続された気体循環経路６が、他端部６ｂにおいて、流入管５と流入管接続部４との接続部に配設された気体循環エジェクタ７に接続されている。また、溶解タンク２の流出管接続部８には、図２に示した微細気泡発生浴槽９の浴槽１０に空気が溶解した湯水を供給するための流出管１１の一端部が接続されている。
【００２１】
ポンプ３の吸い込み側３ａには、浴槽１０に連通して一端部が接続された吸い込み配管１２の他端部が接続されている。吸い込み配管１２の一端部は、浴槽１０内の湯水１３を吸い込むために浴槽１０内部に連通する吸い込み口１４に連通し、一端部が流出管接続部８に接続された流出管１１の他端部は、浴槽１０内部に連通し、浴槽１０内に空気が溶解した湯水を吐出するための吐出口１５に連通している。図１には、吸い込み口１４と吐出口１５をともに備えた吸い込み・吐出プラグ１６を例示している。吸い込み・吐出プラグ１６は、浴槽１０の槽壁部に取り付けられるものであり、吸い込み口１４から吸い込み配管１２に連通する第１流路と、吐出口１５から流出管１１に連通する第２流路とを備えている。これら第１流路および第２流路は、吸い込み・吐出プラグ１６において互いに独立しており、相互に連通してはいない。
【００２２】
さらに、気体溶解装置１では、流入管５を通じて溶解タンク２内に導入する湯水１３（流体）に空気（気体）を混合し、気液混合流体を生成するために、ポンプ３の吸い込み側３ａと吸い込み配管１２との接続部付近に気体導入エジェクタ１７が配設されている。図４に示したように、気体導入エジェクタ１７には、気体導入配管１８の一端部が接続され、気体導入配管１８は他端部に気体供給口１９を有し、気体供給口１９は、気体導入エジェクタ１７と連通している。
【００２３】
さらにまた、気体溶解装置１では、溶解タンク２の上壁部２ａに排気弁２０が配設されている。排気弁２０は、空気（気体）が溶解した液体（湯水１３）の生成に際し、溶解タンク２内の液面の高さに追随して浮沈し、上下方向に移動可能なフロートを有し、液面の高さの変化にともないフロートが上下動することによって、溶解タンク２内に貯留している気体の放出と停止を行うものである。溶解せずに溶解タンク２内に貯留する余剰の気体は、排気弁２０から溶解タンク２の外部に排気される。
【００２４】
図４に示した微細気泡発生浴槽９では、さらに、流出管接続部８と吐出口１５とを連通して接続する流出管１１の途中に、圧力開放部となるベンチュリ２１が設けられている。
【００２５】
このような気体溶解装置１および微細気泡発生浴槽９では、ポンプ３の作動によって浴槽１０内の湯水１３を吸い込み口１４から吸い込み、吸い込み配管１２および流入管５を通じて溶解タンク２に送り出す。溶媒となる湯水１３は、気体供給口１９から吸引される浴室内の空気と混合され、気液混合流体として噴出し、溶解タンク２内に貯留していた空気または気体供給口１９から吸引される空気（いずれも溶質となる）が湯水１３中に溶解する。なお、本願では、気液混合流体を単に「流体」と記載してもいる。
【００２６】
また、運転中には、溶解タンク２内の、気体循環経路６の一端部６ａおよび他端部６ｂの両端付近に圧力差が生じる。溶解タンク２の上端部に臨む一端部６ａ付近の圧力は溶解タンク２の下端部に臨む他端部６ｂ付近の圧力よりも高い。この圧力差にしたがって、また、気体循環エジェクタ７によって、溶解タンク２内の上部などに貯留している未溶解の気体は吸引され、一端部６ａから他端部６ｂへと気体循環経路６を流れ、溶解タンク２に送り出される。
【００２７】
一方、溶解タンク２内の液面が低下する場合、排気弁２０においてフロートは沈むように下方に移動し、液体から分離するなどして溶解せずに溶解タンク２内に貯留する余剰の気体は、排気弁２０から外部に排気される。
【００２８】
こうして、溶解タンク２内に貯留している気体は、一部は排気され、残りは循環しながら気液混合流体に溶解する。効率的な液体の生成が行われるとともに、生成する液体の気液比が安定に維持される。
【００２９】
所定濃度に空気が溶解した湯水１３は、流出管接続部８を通じて溶解タンク２の外部に流出し、流出管１１を経て吐出口１５から浴槽１０内に送り出される。空気が溶解した湯水１３は、浴槽１０内に貯留する湯水１３と混合され、このときまたはベンチュリ２１を経た後、湯水１３中に溶解した空気が、圧力の低下にともない浴槽１０やベンチュリ２１内で析出して微細気泡が発生する。
【００３０】
浴槽１０内の湯水１３は、ポンプ３の作動によって循環し、この循環が繰り返されて浴槽１０内の湯水１３の気泡量が増加し、浴槽１０内の湯水１３は微細気泡によって白濁し、牛乳風呂のような趣を与える。
【００３１】
なお、気体溶解装置１および微細気泡発生浴槽９は、ポンプ３の作動および停止を行う制御部２２を備え、制御部２２は、ポンプ３に電気的に接続されている。制御部２２は、たとえばＯＮ/ＯＦＦのスイッチ入力などによって、ポンプ３の作動、停止を切り換え、気体溶解装置１および微細気泡発生浴槽９の作動と停止を実現する。
【００３２】
さらにまた、気体溶解装置１には、溶解タンク２とポンプ３を固定するための固定装置２３が設けられている。固定装置２３は、支持台部２４と土台部２５とを備えている。支持台部２４は、溶解タンク２とポンプ３を固定し、収容する本体部２６と、土台部２５に対して本体部２６を回転自在に支持し、本体部２６の設置高さを調節可能とする脚部２７とから形成されている。脚部２７は、本体部２６の下端に接続されている。
【００３３】
本体部２６は、正面視略六角形状で、下方にすぼんだ形状を有する箱状の部材であり、上面および前面の全面が開放されている。本体部２６の上端部には、溶解タンク２を固定するための溶解タンク固定部２８が配置され、溶解タンク固定部２８の下方に、ポンプ３を固定するためのポンプ固定部２９が配置されている。溶解タンク固定部２８は、本体部２６の上端部において外側方にフランジ状に突出する固定面部３０を有している。ポンプ固定部２９では、本体部２６の下部側の背面が固定面３１とされている。
【００３４】
土台部２５は、略円錐台状で、裾の広がった形状を有する部材であり、下端部に、略円環状の設置面部３２を有している。支持台部２４が備える本体部２６の下端に接続された脚部２７は、たとえば、土台部２５に対してねじ込み式で回転自在とされ、ねじ込む深さに応じて本体部２６の設置高さを調節可能とすることができる。この場合、脚部２７の下端部の外周面部および脚部２７を受け入れる土台部２５の内周面部には、いずれか一方に雄ねじを、他方に雌ねじを設けることができる。
【００３５】
このような固定装置２３は、たとえば、浴室などの部屋の床面などに土台部２５の設置面部３２を載置し、脚部２７によって本体部２６の高さを調節して、溶解タンク２およびポンプ３が所定位置に配置されるようにして配置される。本体部２６には溶解タンク２およびポンプ３が固定されることから、土台部２５の設置面部３２と部屋の床面などの間に制振材３３を設けることができ、この場合、ポンプ３の作動にともなう振動が部屋などに伝播するのを制振材３３によって抑制することができる。
【００３６】
ポンプ３は、部屋の床面などに据え置きされた固定装置２３の本体部２６の内部に、ポンプ固定部２９において前面側から背面側に向かって挿入され、固定面３１側からねじ孔を通じてねじ込まれるボルトなどの固着部材３４によって、固定装置２３のポンプ固定部２９に固定される。このようなポンプ３の固定においても、固定装置２３に備えた支持台部２４の本体部２６との間に制振材を介在させることができ、ポンプ３の作動にともなう振動の伝播を抑制することができる。
【００３７】
ポンプ固定部２９に固定されたポンプ３は、図３に示したように、その背面部とポンプ固定部２９の固定面３１との間に隙間３５を形成して収容されている。気体供給口１９は、この隙間３５に臨み、ポンプ３の上端部背面側に配置されている。気体供給口１９から下方の隙間３５は通気路３６とされ、通気路３６は、図２に示した、固定面３１の下端部中央部に形成された開口３９を通じて本体部２６の外部と連通している。
【００３８】
図１に示したように、溶解タンク２には、下端部寄りの外周部に、外側方に突出して延びるフランジ部３７、３８が設けられている。フランジ部３７は、フランジ部３８の上に配置され、フランジ部３７、３８は互いに重なり合っている。また、溶解タンク２は、固定装置２３に備えた支持台部２４の本体部２６における溶解タンク固定部２８が有する固定面部３０の上に下側のフランジ部３８を重ね合わせて載置されている。載置にともなって、溶解タンク２のフランジ部３７より下側の部分は、本体部２６の内部に上方から挿入される。そして、フランジ部３７とともにフランジ部３８と固定面部３０とが、所定の部位においてボルトなどの固着部材によって締結されて、溶解タンク２は、固定装置２３の溶解タンク固定部２８に固定される。溶解タンク２は、このような固定状態において、同じく固定装置２３に固定されたポンプ３の上側に配置され、溶解タンク２とポンプ３は上下に縦列して配置される。このため、気体溶解装置１の全体はコンパクトに収まり、省スペース化されている。
【００３９】
なお、溶解タンク２を固定する場合にも、フランジ部３８と固定面部３０との間に制振材を設け、気体が溶解した液体の生成にともなって発生する振動が、固定装置２３に伝播するのを抑制することもできる。
【００４０】
そして、気体溶解装置１では、上記のとおり、気体導入エジェクタ１７に一端部が接続された気体導入配管１８の他端部に位置する気体供給口１９が、ポンプ３周辺の上端部背面側に配置されているので、ポンプ３の運転にともない気体供給口１９から吸引される空気（気体）によって気流が形成される。この気流は、ポンプ３の下方からの上昇気流であり、ポンプ３の背面側に接触して流通するため、ポンプ３は冷却される。したがって、ポンプ３に備えたモータが、運転時間が経過するにつれて発熱しても、温度上昇するのが抑制され、ポンプ３の能力の低下を解消することができる。このようなポンプの冷却は、ポンプ３の周辺が大型化されずに実現される。
【００４１】
また、気体供給口１９は、固定装置２３のポンプ固定部２９内に配置され、ポンプ３の背面部とポンプ固定部２９の固定面部３１との間に形成された隙間３５に臨んでいる。そして、気体供給口１９から下方の隙間３５が通気路３６とされ、通気路３６は、開口３９を通じて本体部２６の外部と連通しているので、固定装置２３が設けられていても、気体供給口１９からの空気の吸引は安定して行われ、液体の生成効率とともにポンプ３の冷却効率を十分なものとすることができる。
【００４２】
なお、上記第１実施形態では、ポンプ３の背面側に固定装置２３の固定面部３１が設けられているが、ポンプ３の背面に近接して壁などが存在する場合は、固定面部３１は省略可能であり、この場合、気体供給口１９からの空気の吸引は、ポンプ３と壁などの間の隙間を介して行うことができる。
（第２実施形態）
図５は、本発明の気体溶解装置の第２実施形態を示した要部側面図であり、図３の記載に対応するものである。
【００４３】
第２実施形態では、気体溶解装置１は、気体導入エジェクタ１７に一端部が接続された気体導入配管１８は、鉛直上方に延びており、他端部に位置する気体供給口１９は、溶解タンク２の上壁部２ａの高さ付近に配置されている。
【００４４】
また、排気弁２０に排気配管４０が一端部において接続されている。排気配管４０は、他端部に排気口４１を有し、排気口４１は、第１の実施形態における気体供給口１９と同様に、ポンプ３の背面部とポンプ固定部２９の固定面３１との間に形成された隙間３５に臨み、ポンプ３の上端部背面側に配置されている。さらに、排気口４１から下方の隙間３５は通気路３６とされ、通気路３６は、固定面３１の下端部中央部に形成された開口３９を通じて本体部２６の外部と連通している。
【００４５】
この他は、第２の実施形態は第１の実施形態を踏襲している。したがって、以下の説明では、他の部位に関する説明を省略する。また、図５には、図３に示した気体溶解装置１に対応する部位に同一の符号を付している。
【００４６】
第２実施形態では、気体溶解装置１において、排気弁２０に一端部が接続された排気配管４０の他端部に位置する排気口４１が、ポンプ３周辺の上端部背面側に配置されているので、ポンプ３の運転にともない排気口４１から排気される余剰空気（余剰気体）によって気流が形成される。この気流は、ポンプ３の上方からの下降気流であり、ポンプ３の背面側に接触して流通するため、ポンプ３は冷却される。したがって、ポンプ３に備えたモータが、運転時間が経過するにつれて発熱しても、温度上昇するのが抑制され、ポンプ３の能力の低下を解消することができる。このようなポンプの冷却は、ポンプ３の周辺が大型化されずに実現される。
【００４７】
また、排気口４１は、固定装置２３のポンプ固定部２９内に配置され、ポンプ３の背面部とポンプ固定部２９の固定面３１との間に形成された隙間３５に臨んでいる。そして、排気口４１から下方の隙間３５が通気路３６とされ、通気路３６は、開口３９を通じて本体部２６の外部と連通しているので、固定装置２３が設けられていても、排気口４１からの余剰空気の排気は安定して行われ、液体の生成効率とともにポンプの冷却効率を十分なものとすることができる。排気される余剰空気によって、第１実施形態と同様に、運転中のポンプを冷却することができる。
【００４８】
なお、本発明の気体溶解装置は、以上の実施形態によって限定されることはない。固定装置を含めた構成および構造の細部については、ポンプの加熱による能力の低下を、ポンプ周辺の大型化を抑えつつ解消することができる限り、様々な態様が可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１  気体溶解装置
２  溶解タンク
３  ポンプ
３ａ  吸い込み側
１２  吸い込み配管
１７  気体導入エジェクタ
１８  気体導入配管
１９  気体供給口
２０  排気弁
２３  固定装置
２９  ポンプ固定部
３６  通気路
４０  排気配管
４１  排気口
【図１】
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【図２】
2010269291.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2010269291.tif 000007